Programa de mantenimiento centrado en confiabilidad para bombas centrifugas horizontales warman 450 mcr en Minera Cerro Corona

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE

INGENIERÍA MECÁNICA

“PROGRAMA DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN

CONFIABILIDAD PARA BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES

WARMAN 450 MCR EN MINERA CERRO CORONA"

Tesis

PARA OPTAR EL TITULO DE

INGENIERO MECÁNICO

AUTOR : Br. CHRISTIAN PAUL SANTILLAN ARMAS

ASESOR : Mg. EDUARDO AZABACHE VASQUEZ

DEDICATORIA

A Dios por concederme una de las principales metas y estar conmigo incondicionalmente,

dándome fortaleza y sabiduría para afrontar y no desmayar en ninguno de los obstáculos

que se me presentan en la vida.

A mis padres: Asunción Santillan Sánchez y Rene Armas Lázaro quienes son los motores

principales de mi vida y han sido los pilares fundamentales dentro de mi carrera

profesional, brindándome todo el apoyo incondicional y necesario, basado en sus

constantes consejos, experiencias, ternura y amor, me enseñaron lo que es llevar una

forma de vida ejemplar lleno de esfuerzo, lucha, trabajo y respeto, convirtiéndose en las

personas que más amo y admiro.

A mis hermanos: Alonso, Junior y Walter por su tiempo, preocupación y para que les

sirva de estímulo y ejemplo en sus propias vidas y las de sus familias.

Y en general: a mis abuelos, mis tíos, mis primos y amigos, que en algún momento se

preocuparon y dedicaron su tiempo en compartir sus experiencias para conmigo y que

fueron de gran estímulo en el desarrollo de mi tesis, por ello le pido a Dios que derrame

todas sus bendiciones sobre ellos y les de salud para seguir intercambiando experiencias

PRESENTACIÓN Señor Decano de la Facultad de Ingeniería (UNT). Señores miembros del jurado.

Señores Docentes de la Escuela de Ingeniería Mecánica (UNT).

De conformidad con lo estipulado por la ley universitaria 23733, art. 22,

Inc. a y su modificatoria en el D.I. 296 y el reglamento de Grados y Títulos de la

Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de

Trujillo, presento a su consideración, bajo la modalidad de elaboración de una

TESIS, el presente trabajo de investigación titulado:

“PROGRAMA DE MANTENIMIENTO CENTRADO EN CONFIABILIDAD PARA

BOMBAS CENTRIFUGAS HORIZONTALES WARMAN 450 MCR EN MINERA CERRO CORONA".

Por el que postulo a optar el título de Ingeniero Mecánico.

El presente trabajo de investigación, conto con el asesoramiento del Mg.

Ing. Eduardo Azabache Vásquez, y por su naturaleza es del tipo de investigación

descriptiva.

Dicho trabajo se realizó con la finalidad de implementar un programa de

mantenimiento centrado en la confiabilidad, de tal forma que se optimice los

tiempos de intervención y eliminar las paradas de planta no programadas

originada por este tipo de equipos.

Es mi deseo que las recomendaciones y conclusiones sean aplicadas de

la mejor manera con el afán de poder ayudar en la mejora continua de los equipos

de dicha empresa, asimismo ampliar los conocimientos del área respectiva en la

escuela, tanto en los estudiantes de Pre-grado como en los Profesionales que

ejercen la carrera de Ingeniería Mecánica.

Trujillo, febrero de 2017

AGRADECIMIENTO

A Dios por bendecirme, seguir iluminando mi camino y como prueba de ello su

bendición en la culminación de mi carrera profesional.

A mis padres por darme la vida, por todo su amor, apoyo incondicional, confianza y

buenos deseos para mi vida. Porque me enseñaron que para cosechar hay que

sembrar, que para ser alguien en la vida, y no uno más el montón, hay que luchar y

sacrificarse. Porque se convirtieron en mi gran y único galardón del cual me siento

infinitamente orgulloso.

A mis hermanos quienes siempre me apoyaron con sus consejos, en las buenas y en

las malas, por sus sacrificios que sirvieron de motivación para seguir adelante en la

culminación de mis objetivos trazados. Se los agradezco infinitamente.

A Astrid por ser un pilar fundamental no solo en el desarrollo de esta investigación

sino también por el gran apoyo incondicional en los momentos más difíciles de mi

vida.

A mi familia en general por ser mi guía y soporte para encontrar un sentido positivo

a la vida, que ayudo mucho en las decisiones que tomaría más adelante.

A mis grandes amigos de la universidad por su amistad, apoyo y grandes deseos

Resumen

El presente estudio propone la aplicación de un programa de mantenimiento

centrado en confiabilidad para bombas centrifugas horizontales Warman 450

MCR desarrollado en el proyecto minero Cerro Corona, con el objetivo de

aumentar su disponibilidad.

La aplicación de confiabilidad se basa en un análisis de criticidad del equipo para

luego en base a las siete preguntas del RCM definir la función principal, falla

funcional, modos de falla, efectos y consecuencias, analizar si existe un

mantenimiento proactivo y caso contrario analizar un cambio en el diseño del

equipo.

Luego con los datos del software SAP de la empresa elaboramos un gráfico de

dispersión de las fallas, donde identificamos las fallas crónicas y agudas las que

están generando la indisponibilidad del equipo. A continuación, aplicamos el

modelo estadístico de Weibull a los dos modos de falla identificados además de

usar como herramienta de decisión la curva de costos y así obtener el tiempo de

optimización de intervención del equipo.

Se concluye que los modos de falla que generan indisponibilidad debido a

confiabilidad y mantenibilidad son la Regulación de GAP y el Cambio de plato y

Forros Succión. Así mismo se muestran las curvas de confiabilidad y costos que

ayudaran a tomar decisiones sobre el tiempo de intervención, la confiabilidad y

Abstract

The present study proposes the application of a maintenance program focused

on reliability for horizontal centrifugal pumps Warman 450 MCR developed in the

mining project Cerro Corona, with the aim of increasing its availability.

The application of reliability is based on a criticality analysis of the equipment and

then based on the seven questions of the RCM define the main function,

functional failure, failure modes, effects and consequences, analyze if there is a

proactive maintenance and if not analyze a Change in equipment design.

Then with the data of the SAP software of the company we elaborated a graph of

dispersion of the faults, where we identify the chronic and acute faults that are

generating the unavailability of the equipment. Then, we apply the Weibull

statistical model to the two failure modes identified, as well as using the cost curve

as a decision tool to obtain the equipment intervention optimization time.

It is concluded that the failure modes that generate unavailability due to reliability

and maintainability are the GAP Regulation and the Dish Change and Suction

Liners. It also shows the reliability and cost curves that will help to make decisions

INDICE GENERAL Titulo

Dedicatoria….……….………..…... i

Presentación…..……….………….... ii

Agradecimiento….……….……….……iii

Resumen ………..……….……….….iv

Abstract ………...…………..……...…v

Índice General….………... vi

Lista de Figuras….……….…….…x

Lista de Tablas ………..….…..xiii

CAPITULO I INTRODUCCIÓN 1.1 Realidad Problemática………..…12

1.2 Enunciado del Problema ………..…16

1.3 Hipótesis………..…..………...…..16

1.4 Justificación………..…..16

1.4.1 Justificación Teórica………..……16

1.4.2 Justificación Económica……….……..17

1.4.3 Justificación Ambiental………...……..…17

1.5 Objetivos ……….……….…..18

1.5.1 Objetivos Generales ……….………..………..…18

1.5.2 Objetivos Específicos ………..….18

CAPÍTULO II FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2.1 Antecedentes ……….…...19

2.3 Definiciones de Mantenimiento. ………..…26

2.4 Tipos de Mantenimiento……….……….…….28

2.5 Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM ………..…38

2.5.1 Funciones ……….….39

2.5.1.1 Funciones primarias ……….…39

2.5.1.2 Funciones secundarias ………....40

2.5.1.3 Estándares de funcionamiento ……….…..40

2.5.1.4 El contexto operacional ………....43

2.5.1.5 Listado de Funciones ……….…..43

2.5.2 Fallas funcionales ……….…44

2.5.2.1 Listado de fallas funcionales ……….…..45

2.5.3 Modos de falla ……….…..46

2.5.4 Efectos de falla ……….….49

2.5.5 Consecuencias de falla ………....52

2.5.6 Tareas proactivas ……….…55

2.5.6.1 Edad y deterioro ……….…..56

2.5.6.2 Fallas relacionadas con la edad y Mantenimiento Preventivo …..58

2.5.6.3 Tareas de Reacondicionamiento y Sustitución cíclica …………...59

2.5.6.4 Fallas Potenciales y Mantenimiento a Condición ……….…61

2.5.6.5 El intervalo P-F ……….….62

2.5.7 Acciones “a Falta de” ………...67

2.5.8 Hoja de información de RCM ……….….68

2.5.9 Hoja de decisión RCM ……….….69

2.5.10 Diagrama de decisión del RCM ……….….69

2.6 Herramienta para la toma de decisiones en Confiabilidad …….….71

2.6.1 Diagrama de Dispersión ……….….71

2.7 Conceptos asociados a Confiabilidad ………..……….….71

2.7.1 Conceptos de Probabilidad (P) ………...71

2.7.3 Vida media (MTTF) ………...78

2.7.4 Mantenibilidad (M) ………....79

2.7.5 Confiabilidad (R) ………...78

2.7.6 Disponibilidad (A) ………...78

2.7.7 Costos en Mantenimiento ……….... 2.8 Modelos básicos de Confiabilidad ……….….82

2.8.1 Distribución Exponencial ……….…82

2.8.2 Distribución Weibull ……….….84

2.8.3 Distribución Normal ……….….85

CAPÍTULO III MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Material de estudio ……….………..88

3.1.1 Unidad de estudio ……….…88

3.1.2 Área de estudio ……….…88

3.2 Métodos ………..…88

3.3 Técnicas ……….…88

3.4 Procedimiento………....88

3.4.1 Análisis de criticidad ……….90

3.4.2 Selección del equipo ………...…….91

3.4.3 Contexto operacional ……….……….….96

CAPÍTULO IV RESULTADOS 4.1 Diseño del Programa de Mantenimiento .…………...……….…….98

4.1.1 Hoja de Información de RCM………..….98

4.1.3 Diagrama de Dispersión del tiempo ……….…104

4.1.4 Análisis de datos mediante la distribución de Weibull …………...105

4.2. Diseño del Programa de Mantenimiento ………...115

4.2.1 Hoja de Ruta de Mantenimiento ……….……….115

4.2.2 Costos asociados al Mantenimiento ………....115

4.2.3 Disponibilidad del Equipo ……….….116

CAPITULO V DISCUSIÓN DE RESULTADOS 5.1 Diagrama de flujo de las ordenes de trabajo ………...121

5.2 Hojas de ruta de mantenimiento ……….…….…….122

5.3 Frecuencias de Mantenimiento y cambio de partes húmedas por horas de operación ……….126

CAPITULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 Conclusiones ………..……….127

6.2 Recomendaciones ………..…128

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

LISTA DE FIGURAS CAPITULO I

Figura 1.1 Tiempos de diagnóstico y reparación de equipos según su

naturaleza constructiva………...………2

CAPITULO II Figura 2.1 Crecientes expectativas de mantenimiento……….……...9

Figura 2.2 Cambios en los puntos de vista sobre la falla de equipos……….…...10

Figura 2.3 Cambios en las técnicas de mantenimiento……….…………...11

Figura 2.4 Efectos del mantenimiento reactivo sobre la disponibilidad del equipo…………...………..…….15

Figura 2.5 Mantenimiento correctivo no planeado………....16

Figura 2.6 Mantenimiento preventivo……….18

Figura 2.7 Mantenimiento predictivo………...20

Figura 2.8 Límite de control vs. Desgaste………..21

Figura 2.9 Las 7 preguntas del RCM………..………….…...23

Figura 2.10 Margen de deterioro……….25

Figura 2.11 Activo Físico Mantenible………..…26

Figura 2.12 Una situación no Mantenible……….…..26

Figura 2.13 Describiendo funciones………...28

Figura 2.14 Describiendo fallas funcionales……….…….…29

Figura 2.15 Modos de falla de una bomba……….…...30

Figura 2.16 Absolutamente predecible………...33

Figura 2.17 Fallas relacionadas con la edad……….33

Figura 2.18 Curva P-F...36

Figura 2.19 El intervalo P-F……….…….37

Figura 2.20 Hoja de Información……….39

Figura 2.21 Hoja de decisión RCM………..39

Figura 2.23 Curva característica de vida de equipos……….………...46

Figura 2.24 Tasa de fallas según weibull, β=0.5,1,3, η=2, 𝛾=0………...55

CAPÍTULO III Figura 3.1 Proceso de Gestión del Mantenimiento aplicando el análisis de modos de falla y sus efectos y criticidad, AMFEC……….…….58

Figura 3.2 Hoja de asignación de criticidad a los equipos………...59

Figura 3.3 Diagrama de decisión para la descomposición………..64

Figura 3.4 Grafico de criticidad de sistemas asociados al equipo………..65

Figura 3.5 Esquema de trabajo de la bomba de ciclones en la planta concentradora en Cerro Corona……….………...66

CAPÍTULO IV Figura 4.1 Hoja de información para la Bomba Centrifuga MCR 450 – PP001……….…………..……68

Figura 4.2 Hoja de Decisión para la Bomba Centrifuga MCR 450 – PP001 ………..………....71

Figura 4.3 Diagrama de Dispersión del tiempo……….…....73

Figura 4.4 Ajuste de Weibull para la regulación de GAP……….…….76

Figura 4.5 Tasa de fallas por regulación de GAP en PP001………...79

Figura 4.6 Confiabilidad y costo para la regulación de GAP en PP001…………..79

Figura 4.7 Ajuste de Weibull para cambio de partes internas de Succión……...80

Figura 4.8 Tasa de fallas para el cambio de partes internas de succión en PP001………...………...…..….83

Figura 4.9 Confiabilidad y costo para el cambio de partes internas de succión en PP001 ………...……….……….83

Figura 4.10 Costo asociados por tipo de mantenimiento……….…....85

Figura 4.12 Disponibilidad mensual en el año 2015………..…...87 Figura 4.13 Disponibilidad mensual en el año 2016……….…88 Figura 4.14 Disponibilidad anual por mes………...89

CAPÍTULO V

Figura 5.1 Diagrama de flujo de las ordenes de trabajo asociados

al Equipo………...………..…90

Figura 5.2 Programa de Mantenimiento y cambio de partes húmedas por

LISTA DE TABLAS

CAPITULO III

Tabla 3.1 Tabla de criticidad……….…...61

Tabla 3.2 Asignación de criticidad a los equipos de Molienda de planta

concentradora en Cerro Corona………..………..62

Tabla 3.3 Asignación de criticidad de los sistemas de la bomba

centrifuga Warman 450 MCR………...…64

CAPITULO IV

Tabla 4.1 Datos obtenidos de SAP y ordenados en Excel para regulación

de GAP………..………75

Tabla 4.2 Vector creado para modelar tasa de fallas, confiabilidad y

costo……….………78

Tabla 4.3 Datos obtenidos de SAP y ordenados en Excel para partes

Internas de Succión…………..………...…………...80

Tabla 4.4 Vector creado para modelar tasa de fallas, confiabilidad

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

1.1 Realidad Problemática

Hasta la década de 1980 la industria de la mayoría de los países occidentales

tenía un objetivo bien definido: obtener el máximo de rentabilidad para una

inversión dada. Sin embargo, con la penetración de la industria oriental en el

mercado occidental, el consumidor pasó a ser considerado un elemento

importante en las adquisiciones, o sea, exigir la calidad de los productos y los

servicios suministrados, y esta demanda hizo que las empresas considerasen

este factor, "calidad", como una necesidad para mantenerse competitivas,

especialmente en el mercado internacional.

A fines del siglo XIX, con la mecanización de las industrias, surgió la necesidad

de las primeras reparaciones. Hasta 1914, el mantenimiento tenía importancia

secundaria y era ejecutado por el mismo grupo de operación. Esta situación se

mantuvo hasta la década de 1930, cuando, en función de la Segunda Guerra

Mundial y la necesidad de aumentar la rapidez de producción, la alta

administración pasó a preocuparse, no solamente de corregir fallas sino también

de evitar que las mismas ocurriesen, razón por la cual el personal técnico de

mantenimiento pasó a desarrollar el proceso de prevención de averías que,

juntamente con la corrección, completaban el cuadro general de mantenimiento.

[2]

Alrededor del año 1950, con el desarrollo de la industria para satisfacer los

esfuerzos de la postguerra, la evolución de la aviación comercial y de la industria

el tiempo empleado para diagnosticar las fallas era mayor que el tiempo

empleado en la ejecución de la reparación. [2]

Figura 1.1 Tiempos de diagnóstico y reparación de equipos según su naturaleza constructiva. [2]

En este final de siglo, con las exigencias de incremento de la calidad de los

productos y servicios, hechas por los consumidores, el mantenimiento pasó a ser

un elemento importante en el desempeño de los equipos, en un grado de

importancia equivalente a lo que se venía practicando en operación.

Estas etapas evolutivas del Mantenimiento Industrial se caracterizaron por la

Reducción de Costos y por la Garantía de la Calidad (a través de la confiabilidad

y la productividad de los equipos) y Cumplimiento de los tiempos de ejecución (a

través de la disponibilidad de los equipos). [2]

Actualmente los costos de mantenimiento representan un monto significativo de

los gastos operacionales en las empresas intensivas en activos en general, y en

particular en las empresas mineras, lo cual hace que la gestión del mantenimiento

sea un determinante importante de la eficiencia y de la competitividad de dichas

empresas. Por ello, para incrementar el potencial de creación de valor en las

empresas intensivas en el uso de activos, hace falta optimizar la gestión del

mantenimiento, a través de la incorporación de mejores técnicas, de la ingeniería

Cuando ocurre una falla, es fácil acusar un mantenimiento deficiente. Sin

embargo, cuando no ocurren fallas, es difícil probar que el mantenimiento logró

prevenirlas.

Una de las ventajas del mantenimiento centrado en la condición es que reduce

las paradas planificadas por mantenimiento preventivo. La estrategia permite una

detección incipiente de defectos que pueden conllevar a fallas. La precisión en

los resultados del análisis de condición resulta en menor cantidad de paradas

preventivas y correctivas. [1]

En mayo del 2016, el Ingeniero Jaime Collantes, docente del Departamento de

Ingeniería de la PUCP, ganó el Premio ACIEM por presentar una metodología

versátil aplicable a cualquier planta de procesos nueva. La metodología consiste

en considerar la confiabilidad desde la concepción de cada proyecto, aplicarla en

las diferentes fases hasta plasmarla en una planta de procesos para obtener beneficios y un rendimiento óptimo sobre el capital invertido. “En Perú hay

muchos consultores extranjeros que venden confiabilidad, pero tenemos pocos

especialistas peruanos. De un 100% de los ingenieros peruanos, solo 15% o un 20% debe saber lo que significa confiabilidad y solo un 5% lo aplica”, menciona

Collantes.

En este trabajo se dispone proponer un programa de mantenimiento de la bomba

centrifuga horizontal Warman 450 MCR basado en su confiabilidad ubicado en la

planta concentradora de Cobre y Oro en Cerro Corona Gold Fields La Cima.

1.2 Enunciado del problema

¿Cómo aumentar la disponibilidad en las bombas centrifugas horizontales

1.3 Hipótesis

• Implantar un programa de mantenimiento centrado en la confiabilidad RCM logrará aumentar la disponibilidad de las bombas centrifugas

horizontales Warman 450 MCR.

1.4 Justificación

1.4.1 Justificación Teórica

El estudio de la confiabilidad de los equipos contribuye con la optimización

de sus funciones, además que con un plan de mantenimiento se puede

aumentar la vida útil y de esa manera controlar el desgaste de equipos y

maquinas. Los ingenieros de planeamiento hoy en día centran sus ideas en

diseñar o mejorar su plan de mantenimiento con la finalidad de disminuir las

paradas de planta y reflejarlo en un aumento de la producción.

1.4.2 Justificación Económica

En el Perú existen grandes empresas mineras con grandes proyectos que

se preocupan por la gestión del mantenimiento, esto debido a la gran

importancia que tienen dentro del sistema productivo y al gran impacto que

podrían traer las fallas en los activos. En términos mundiales, el gasto en

mantenimiento debe estar alrededor de 2% o menos del valor activo. La

inversión es más alta mientras más activos operen en la planta. En general

una parada intempestiva de la planta causaría perdidas millonarias a

nuestro país.

1.4.3 Justificación Ambiental

El desarrollo del presente proyecto se desarrolla en un ambiente (empresa)

cumplir con todos los estándares de la misma, siempre con la consciencia

de poder ir mejorando aspectos que puedan ayudar a una recertificación en

el futuro.

1.5 Objetivos

1.5.1 Objetivos Generales

• Elaborar un Programa de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad RCM para aumentar la disponibilidad de las bombas horizontales

Warman 450 MCR dentro del proceso de producción.

1.5.2 Objetivos Específicos

• Reducir los costos de mantenimiento asociados al equipo.

• Determinar las fallas que generan mayor indisponibilidad.

• Aumentar la confiabilidad del equipo.

• Optimizar las frecuencias de mantenimiento del equipo.

• Entender y comprender el proceso productivo de la planta en Cerro Corona.

• Estudiar y entender el mantenimiento RCM.

• Conocer las partes y el funcionamiento de las bombas Warman 450

MCR.

CAPÍTULO II

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Los problemas que se han producido en el proyecto Cerro Corona Gold Fields

han sido de bajo impacto a nivel de medio ambiente, pero de gran impacto a nivel

de producción, como sabemos todo activo físico depende de un estado de

restauración basado en un plan de mantenimiento que ayude a mantener o en el

mejor de los casos aumentar su confiabilidad y por ende su disponibilidad. En

este caso tenemos a la bomba centrifuga horizontal Warman 450 MCR designada

con el TAG 310PP001, esta tiene su homóloga ante los trabajos de

mantenimiento o alguna falla inesperada, designada con el TAG PP002.

Aun así, teniendo un equipo de reserva se han presentado problemas, dentro de

ellas se presentan tres eventos principales producidos en los años 2012, 2013,

2015:

• El 20 de noviembre del 2012 a horas 11:48 am, se produjo la parada del molino SAG producido por una desconexión del cable de la comunicación

de la red Profibus durante las pruebas eléctricas del motor de la PP001,

procediendo aplicar su respectivo mantenimiento correctivo. Por esta

parada la planta dejo de operar aproximadamente 21 min.

• El 21 de marzo del 2013 a horas 02:53 am, se produjo la parada del molino SAG debido a un bajo flujo en la bomba PP001 causado por la utilización

de agua de sellos de dicha bomba en la limpieza de otra zona. Por esta

• El 19 de mayo del 2015 a horas 19:45, se produjo la detención del molino SAG por perdida de eficiencia de la Bomba PP001. Por esta parada la

planta dejó de operar aproximadamente 3h 38 min.

Todas estas intervenciones se presentaron en el área de Molienda de la planta.

A la vez ilustran las grandes pérdidas que los activos físicos podrían llegar a

originar si no se le aplican un plan de mantenimiento eficiente.

2.2 Historia del Mantenimiento

Durante los últimos veinte años, el Mantenimiento ha cambiado, quizás más que

cualquier otra disciplina gerencial. Estos cambios se deben principalmente al

enorme aumento en número y en variedad de los activos físicos (planta,

equipamiento, edificaciones) que deben ser mantenidos en todo el mundo. El

Mantenimiento también está respondiendo a expectativas cambiantes. Estas

incluyen una creciente toma de conciencia para evaluar hasta qué punto las fallas

en los equipos afectan a la seguridad y al medio ambiente; conciencia de la

relación entre el mantenimiento y la calidad del producto, y la presión de alcanzar

una alta disponibilidad en la planta y mantener acotado el costo.

Desde la década del ‘30 se puede seguir el rastro de la evolución del

mantenimiento a través de tres generaciones. El RCM está tornándose

rápidamente en la piedra fundamental de la Tercera Generación, pero esta

generación sólo se puede ver en perspectiva, y a la luz de la Primera y Segunda

Generación.

La Primera Generación

La Primera Generación cubre el período que se extiende hasta la Segunda

Guerra Mundial. En esos días la industria no estaba altamente mecanizada, por

significaba que la prevención de las fallas en los equipos no era una prioridad

para la mayoría de los gerentes. A su vez la mayor parte de los equipos era

simple, y la gran mayoría estaban sobredimensionados. Esto los hacía confiables

y fáciles de reparar. Como resultado no había necesidad de un mantenimiento

sistemático más allá de una simple rutina de limpieza, servicio y lubricación. Se

necesitaban menos habilidades para realizar el mantenimiento que hoy en día.

La Segunda Generación

Durante la Segunda Guerra Mundial todo cambió drásticamente. La presión de

los tiempos de guerra aumentó la demanda de todo tipo de bienes. Ya en los años ‘50 había aumentado la cantidad y complejidad de todo tipo de máquinas.

La industria estaba empezando a depender de ellas. Al incrementarse esta

dependencia, comenzó a concentrarse la atención en el tiempo de parada de

máquina. Esto llevó a la idea de que las fallas en los equipos podían y debían ser

prevenidas, dando lugar al concepto de mantenimiento preventivo. En la década

del sesenta esto consistió principalmente en reparaciones mayores a intervalos

regulares prefijados. El costo del mantenimiento comenzó a crecer rápidamente

con relación a otros costos operacionales. Esto llevó al desarrollo de sistemas de

planeamiento y control del mantenimiento. Estos ciertamente ayudaron a tener el

mantenimiento bajo control y han sido establecidos como parte de la práctica del

mantenimiento. Por último, la suma de capital ligado a activos fijos junto con un

elevado incremento en el costo de ese capital, llevó a la gente a buscar la manera

de maximizar la vida útil de estos activos/ bienes.

La Tercera Generación

Desde mediados de la década del ‘70 el proceso de cambio en la industria ha

Nuevas Expectativas

La figura 2.1 muestra la evolución de las expectativas de mantenimiento.

Figura 2.1 Crecientes expectativas de mantenimiento [5]

El tiempo de parada de máquina afecta la capacidad de producción de los activos físicos al reducir la producción, aumentar los costos operacionales, y afectar el

servicio al cliente. En las décadas del sesenta y setenta esto ya era una

preocupación en los sectores mineros, manufactureros y de transporte. Los

efectos del tiempo de parada de máquina fueron agravados por la tendencia

mundial hacia sistemas "just-in-time", donde los reducidos inventarios de material

en proceso hacen que una pequeña falla en un equipo probablemente hiciera

parar toda la planta.

Al mismo tiempo que crece nuestra dependencia a los activos físicos, crece

también el costo de tenerlos y operarlos. Para asegurar el máximo retomo de la

inversión que representa tenerlos, deben mantenerse trabajando eficientemente

tanto tiempo como se requiera. Por último, el costo de mantenimiento aún está

aumentando, tanto en términos absolutos como en proporción del gasto total.

Más allá de la existencia de mayores expectativas, las nuevas investigaciones

están cambiando muchas de nuestras creencias más profundas referidas a la

edad y las fallas. En particular, parece haber cada vez menos conexión entre la

edad de la mayoría de los activos y la probabilidad de que estos fallen. La figura

2.2 muestra como en un principio la idea era simplemente que a medida que los

elementos envejecían eran más propensos a fallar. Una creciente conciencia de

la "mortalidad infantil" llevó a la Segunda Generación a creer en la curva de

"bañera". [5]

Figura 2.2 Cambios en los puntos de vista sobre la falla de equipos [5]

Sin embargo, las investigaciones de la tercera generación revelaron que no uno

o dos, sino seis modos de fallas ocurren durante la práctica. Esto es

particularmente verídico en muchas acciones realizadas bajo nombre de

mantenimiento preventivo. Por otro lado, muchas tareas de mantenimiento que

son esenciales para la operación segura de sistemas industriales modernos y

complejos, no figuran en los programas asociados de mantenimiento.

En otras palabras, la industria en general está poniendo una gran atención en

realizar los trabajos de mantenimiento en forma correcta, (hacer correctamente

el trabajo), pero se necesita hacer mucho más para asegurar que los trabajos

Nuevas Técnicas

Hubo un crecimiento explosivo en los nuevos conceptos y técnicas de

mantenimiento. Se desarrollaron cientos de ellos en los últimos 20 años y cada

semana emergen nuevos. El grafico 2.3 muestra como el clásico énfasis en las

reparaciones y el sistema administrativo creció, hasta incluir muchos nuevos

proyectos en los diferentes campos.

Figura 2.3 Cambios en las técnicas de mantenimiento [5]

Los nuevos proyectos incluyen:

• Herramientas de soporte para la torna de decisiones, tales como el estudio de riesgo, análisis de modos de falla y sus efectos, y sistemas expertos.

• Nuevos métodos de mantenimiento, tal como el monitoreo de condición.

• Diseño de equipos, con un mayor énfasis en la confiabilidad y facilidad para el mantenimiento.

Para esa época la complejidad de los equipos y sistemas industriales creció,

gracias a los avances en la electrónica y las técnicas de mantenimiento basadas

en el tiempo pasaron a no satisfacer las necesidades de los nuevos proyectos

industriales.

Como ejemplo se puede citar un Boeing 747, donde los costos involucrados en

la operación de estas aeronaves y los riesgos de accidentes con equipos

encargados de transportar más de 300 personas, demandaban prácticas de

mantenimiento basados en conceptos que no afecten la seguridad. Para esta

época creció la concientización sobre la necesidad de la preservación de la salud

de las personas y del medio ambiente.

Por tanto, estos nuevos avances tecnológicos exigían que una nueva filosofía de

mantenimiento debería ser aplicada. Nace entonces la generación del

mantenimiento basado en la condición, que se originó por el desarrollo de técnicas predictivas efectivas de acompañamiento de las condiciones de los

equipos, así como por la propagación de los conocimientos de la confiabilidad en

el mantenimiento. Es así como la confiabilidad pasa a ser una disciplina clave en

el proceso de mantenimiento, donde se aplican conceptos extremadamente útiles

y simples, conceptos que permitieron que algunos autores hablen hoy de

mantenimiento centrado en la confiabilidad. [7]

2.3 Definiciones de Mantenimiento

Según el diccionario (2001) de la Real academia española de la lengua se define

semánticamente mantenimiento como: 1. Efecto de mantener o mantenerse

2. Conjunto de operaciones y cuidados necesarios para que instalaciones,

El mantenimiento puede ser definido como el conjunto de acciones destinadas a

mantener o reacondicionar un componente, equipo o sistema, en un estado en el

cual sus funciones pueden ser cumplidas. Entendiendo como función cualquier

actividad que un componente, equipo o sistema desempeña, bajo el punto de

vista operacional. [7]

Según Albert Ramond y Asociados (Estados Unidos de América), el objetivo de mantenimiento es: “...conseguir un determinado nivel de disponibilidad de

producción en condiciones de calidad exigible, al mínimo coste, con el máximo

nivel de seguridad para el personal que lo utiliza y lo mantiene y con una mínima

degradación del medio ambiente. Al conseguir todos estos puntos se está ante una buena gestión integral de mantenimiento” [3]

En las definiciones propuestas no existen muchas divergencias respecto al

significado de la palabra "Mantenimiento" como "acto o efecto de mantener",

"medidas necesarias para la conservación o permanencia de alguna cosa o de

una situación", sin embargo, a partir de sus subdivisiones surgen las divergencias

en el establecimiento de las fronteras entre Mantenimiento Preventivo y

Mantenimiento Correctivo. [2]

Las palabras confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad, forman parte de la

cotidianidad del mantenimiento. Si se analiza la definición moderna de mantenimiento, se verifica que la misión de este es “garantizar” la disponibilidad

de la función de los equipos e instalaciones, de tal modo que permita atender a

un proceso de producción o de servicio con calidad, confiabilidad, seguridad,

2.4 Tipos de Mantenimiento

Una manera de cómo hacer una intervención de los equipos, sistemas o

instalaciones caracteriza los diferentes tipos de mantenimiento existentes.

Algunas prácticas básicas definen los siguientes tipos de mantenimiento:

• Mantenimiento Correctivo (Planeado y no Planeado)

• Mantenimiento Preventivo

• Mantenimiento Predictivo

• Mantenimiento Detectivo

Existen varias herramientas disponibles y adoptadas hoy en día que tienen en

nombre la palabra mantenimiento. Es importante observar que esos no son

nuevos tipos de mantenimiento, sino herramientas que permiten la aplicación de

los tipos de mantenimiento citados anteriormente. Dentro de ellas se destacan:

• Mantenimiento Productivo Total (TPM)

• Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM)

Mantenimiento Correctivo

El mantenimiento correctivo es la atención para corregir una falla o el desempeño

menor que el esperado. [9]

El mantenimiento correctivo es conocido también como mantenimiento reactivo,

en el cual no se realiza ningún tipo de planificación ni programación. El efecto

que el Mantenimiento Reactivo tiene sobre la disponibilidad del equipo se

muestra en la figura 2.4. Cuando el Mantenimiento Reactivo es reducido por las

Se debe tener cuidado enevitar ambos extremos. En algún lugar, a lo largo de la

curva, está la situación más económica.[6]

Figura 2.4 Efectos del mantenimiento reactivo sobre la disponibilidad del equipo. [6]

El mantenimiento correctivo puede ser dividido en dos clases:

• Mantenimiento Correctivo no Planeado

• Mantenimiento Correctivo Planeado

• Mantenimiento correctivo no planeado

El mantenimiento correctivo no planeado es una corrección de falla de manera

ALEATORIA.

Normalmente el mantenimiento correctivo no planeado implica altos costos, pues

una falla inesperada puede traer grandes pérdidas de producción, perdidas de

calidad del producto y elevados costos indirectos de mantenimiento.

En la figura 2.5 se muestra una representación del mantenimiento correctivo no

Figura 2.5 Mantenimiento correctivo no planeado [9]

• Mantenimiento Correctivo planeado

El mantenimiento correctivo planeado es una corrección del desempeño menor

que el esperado o de una falla, por DECISIÓN GERENCIAL, esto es por atención

en presencia de predictivo o por decisión de operar hasta la caída del equipo.

Un trabajo planeado es más barato, más rápido y más seguro que un trabajo no

planeado. Y será siempre de mejor calidad.

Adoptar una política de mantenimiento correctivo planeado puede venir de varios

factores:

• Posibilidad de compatibilizar la necesidad de intervención con los intereses de producción.

• Aspectos relacionados con la seguridad – falla no provoca ninguna

situación de riesgo para el personal o para la instalación.

• Mejor planeamiento de los servicios.

• Existencia de recursos humanos con tecnología necesaria para ejecutar los servicios en cantidades suficientes, que pueden inclusive, ser

buscados externamente a la organización. [9]

Mantenimiento Preventivo

El mantenimiento preventivo es la atención realizada para reducir o evitar una

falla o bajo desempeño, obedeciendo a un plan previamente elaborado, basado

en intervalos definidos de tiempo.

Inversamente a una política de mantenimiento correctivo, el mantenimiento

preventivo procura obstinadamente evitar las ocurrencias de falla, es decir, busca

prevenir. En determinados sectores, como la aviación, la adopción del mantenimiento preventivo para determinados sistemas o componentes, es un

factor de seguridad que se sobrepone a los demás.

Como siempre los fabricantes proporcionan datos precisos para la preparación

de los planes de mantenimiento preventivo, además de las condiciones

operacionales y ambientales que influyen de forma significativa en la degradación

de los equipos, la definición de frecuencias y sustituciones deben ser estipuladas

para instalación o en el mejor de los casos para plantas similares operando en

condiciones similares.

Eso conlleva a la existencia de dos situaciones distintas en la fase inicial de

operación:

• Ocurrencia de falla antes de completar el periodo estimado, por el mantenedor, para la intervención.

Evidentemente, a lo largo de la vida útil del equipo no se puede descartar una

falla entre dos intervenciones preventivas, la que obviamente implicará una

acción correctiva.

Figura 2.6 Mantenimiento preventivo [9]

Los siguientes factores deben ser puestos en consideración para la adopción de

una política de mantenimiento preventivo.

• Aspectos relacionados con la seguridad del personal o de la instalación que ordenan una intervención, normalmente para la sustitución de

componentes.

• Para equipos críticos de difícil detención operacional.

• Riesgos de contaminación al medio ambiente.

• En sistemas complejos y/o de operación continua.

Un mantenimiento preventivo será más conveniente cuanto mayor sea la

simplicidad de reposición, cuantos más altos sean los costos de fallas, cuantas

más fallas perjudiquen la producción y cuantos mayores sean las implicancias de

Un punto negativo con relación al mantenimiento preventivo es la introducción de

defectos no existentes en el equipo debido a:

• Falla humana.

• Falla de repuestos.

• Contaminaciones introducidas en los sistemas de lubricación.

• Daños durante el arranque y paradas.

• Falla de los procedimientos de mantenimiento.

Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo, también conocido como mantenimiento bajo

condición o mantenimiento basado en el estado del equipo, puede ser definido

de la siguiente manera:

Mantenimiento predictivo es la atención realizada basado en la modificación de

parámetros de CONDICIÓN o DESEMPEÑO.

El mantenimiento predictivo es el primer gran cambio de modelo en

mantenimiento y se intensifica más cuanto más conocimiento tecnológico

desarrollan los equipos que permiten una evaluación confiable de las

instalaciones y sistemas operacionales en funcionamiento.

Su objetivo es prevenir las fallas de los equipos o sistemas a través de la revisión

de diversos parámetros, permitiendo una operación continua del equipo por

el mayor tiempo posible. El término asociado al Mantenimiento Predictivo es predecir las condiciones de los equipos. Es decir, el mantenimiento predictivo mejora la disponibilidad a medida que no promueve la intervención de los equipos

o sistemas, pues las mediciones o verificaciones son efectuadas con el equipo

Las condiciones básicas para adoptar un mantenimiento predictivo son las

siguientes:

• Un equipo, sistema o instalación deben merecer ese tipo de acción en función a los costos relacionados.

• Las fallas deben ser originadas por causas que puedan ser monitoreadas,

a la vez controlar su progresión.

• Queda establecido un programa de seguimiento, análisis y diagnóstico, sistematizado.

• Aspectos relacionados con la seguridad personal y operacional.

• Reducción de costos por el seguimiento constante de las condiciones de los equipos, evitando intervenciones innecesarias.

• Mantener los equipos operando, de forma segura y por más tiempo.

Con respecto a la producción, un mantenimiento predictivo ofrece mejores

resultados, intervienen lo mínimo posible la planta conforme se mencionó

anteriormente. La figura 2.7 muestra el mantenimiento predictivo. [9]

La Figura 2.8, ilustra cómo se establece un límite de control definiendo el nivel

de desgaste que es aceptable. Cuando se excede este punto, el componente

deberá ser cambiado. Si no es reemplazado, entonces se alcanzará el área de

falla. Si se planifica cambiar cuando se alcance el límite de control, se puede

programar el momento exacto para no interferir con producción.

Figura 2.8 Límite de control vs. Desgaste [6]

2.5 Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad (RCM)

Desde el punto de vista de la ingeniería hay dos elementos que hacen al manejo

de cualquier activo físico. Debe ser mantenido y de tanto en tanto quizás también

necesite ser modificado. Esto sugiere que "mantenimiento" significa preservar

algo. Por otro lado, están de acuerdo con que modificar algo significa cambiarlo

de alguna manera. Esta diferencia entre mantener y modificar tiene profundas

implicancias que se discutirán con detenimiento en los capítulos siguientes. De

cualquier manera, en este momento nos centralizamos con el mantenimiento.

que continúe?, ¿Cuál es el estado existente que deseamos preservar? La

respuesta a estas preguntas está dada por el hecho de que todo activo físico es

puesto en funcionamiento porque alguien quiere que haga algo, en otras

palabras, se espera que cumpla una función o ciertas funciones específicas. Por

ende, al mantener un activo, el estado que debemos preservar es aquel en el que

continúe haciendo aquello que los usuarios quieran que haga.

Mantenimiento: asegurar que los activos físicos continúen haciendo lo

que sus usuarios quieren que hagan

Los requerimientos de los usuarios van a depender de dónde y cómo se utilice el

activo (contexto operacional). Esto lleva a la siguiente definición formal de

Mantenimiento Centrado en Confiabilidad:

Mantenimiento Centrado en Confiabilidad: un proceso utilizado para

determinar qué se debe hacer para asegurar que cualquier activo físico

continúe haciendo lo que sus usuarios quieren que haga en su contexto

operacional actual.

El proceso RCM formula siete preguntas acerca del activo que se va a someter

Figura 2.9 Las 7 preguntas del RCM

Para llevar a cabo lo anterior, el RCM emplea técnicas de mantenimiento

predictivo, preventivo y correctivo. Los siete puntos anteriores son detallados a

continuación.

2.5.1 Funciones

La descripción de la función de un activo debe consistir de un verbo, un objeto y

un parámetro de funcionamiento deseado, los que deben ser descritos tomando

en cuenta el contexto operacional del activo.

Las funciones se dividen en dos categorías principales: funciones primarias y

secundarias.

2.5.1.1 Funciones primarias

Son la razón principal de porque es adquirido y existe el activo, por eso se debe

cuidar de definirlas tan precisamente como sea posible. Las funciones primarias

son fáciles de reconocer, de hecho, el nombre de la mayoría de los activos físicos

2.5.1.2 Funciones secundarias

Se pretende que la mayoría de los activos cumplan una o más funciones además

de la primaria, las cuales se conocen como funciones secundarias.

Aunque las funciones secundarias son usualmente menos obvias que las

primarias, la perdida de una función secundaria puede tener serias

consecuencias, a veces hasta más serias que la perdida de una función primaria,

por lo que deben ser claramente identificadas. Como resultado, las funciones

secundarias necesitan tanto o más mantenimiento que las funciones primarias.

Algunas categorías de las funciones secundarias son:

• Ecología – integridad ambiental

• Seguridad

• Integridad estructural

• Control

• Protección

2.5.1.3 Estándares de funcionamiento

La magnitud de aquello que sus usuarios quieren que el activo haga puede

definirse a través de un estándar mínimo de funcionamiento. Si pudiéramos

construir un activo físico capaz de rendir según este funcionamiento mínimo sin

deteriorarse en ningún modo, ese sería el fin de la cuestión. La máquina

funcionaria continuamente sin necesidad de mantenimiento.

Sin embargo, las leyes de la física nos dicen que cualquier sistema organizado

expuesto al mundo real se deteriorará.

Entonces si el deterioro es inevitable, debe ser tolerable. Esto significa que

rendir más que el estándar mínimo de funcionamiento deseado por el usuario. Lo

que el activo físico es capaz de rendir es conocido como capacidad inicial. La

figura 2.10 ilustra la relación correcta entre esta capacidad y el funcionamiento

deseado. [5]

Figura 2.10 Margen de deterioro. [5]

Esto significa que el funcionamiento puede ser definido de la siguientes dos

maneras:

• Funcionamiento deseado (usuarios quieren que haga): Desempeño

• Capacidad propia (lo que puede hacer)

Además, debemos considerar lo siguiente:

• La capacidad inicial de cualquier activo físico está establecida por su diseño y por cómo está hecho.

• El mantenimiento solo puede restaurar al activo físico a su nivel de

capacidad inicial, no puede ir más allá.

Figura 2.11 Activo Físico Mantenible [5]

De otro modo donde el funcionamiento deseado excede la capacidad inicial, en

este caso los activos físicos no son mantenibles como lo muestra la figura 2.12.

Figura 2.12 Una situación no Mantenible [5]

De esto podemos extraer dos conclusiones:

• Para determinar esto no solo debemos conocer la capacidad inicial del activo físico, sino también cual es exactamente el funcionamiento mínimo

que el usuario está dispuesto a aceptar dentro del contexto en que va a

ser utilizado.

2.5.1.4 El contexto operacional

Indica las condiciones de operación del activo, y afecta a todo el proceso de

formulación de estrategias de mantenimiento, comenzando por la definición de

funciones. Algunos de los factores importantes que deben ser considerados son:

• Procesos por lotes y continuos

• Redundancia

• Estándares medio ambientales

•

•

2.5.1.5 Listado de funciones

Las funciones se listan en la columna de la hoja de información de RCM. Las

funciones primarias se escriben primero, y se numeran como lo muestra la figura

Figura 2.13 Describiendo funciones [5]

2.5.2 Fallas funcionales

Como se explicó anteriormente, la capacidad inicial de un activo debe ser mayor

que el estándar de funcionamiento deseado, mientras esto ocurra el usuario

estará satisfecho. Sin embargo, si por alguna razón es incapaz de hacer lo que

el usuario desea, este considerará que ha fallado.

De lo anterior podemos decir que:

“Se define falla como la incapacidad de cualquier activo de hacer aquello que sus usuarios quieren que haga”

Considerando que cada activo tiene más de una función y por lo general cada

función tiene más de un estándar de funcionamiento deseado, se obliga a definir

“Una falla funcional se define como la incapacidad de cualquier activo físico de cumplir una función según un parámetro de funcionamiento aceptable para el

usuario”

2.5.2.1 Listado de fallas funcionales

Las fallas funcionales se escriben en la segunda columna de la hoja de trabajo

de información. Son codificadas alfabéticamente como lo muestra la siguiente

figura 2.14.

Figura 2.14 Describiendo fallas funcionales [5]

2.5.3 Modos de falla

Una definición precisa pretende distinguir entre una “falla funcional” (un estado de falla) y un “modo de falla” (un evento que puede causar un estado de falla).

Por ende, un modo de falla puede ser definido como “cualquier evento que causa

La siguiente figura 2.15 muestra como primero hacer un listado de las fallas

funcionales, y luego registrar los modos de falla que podrían causar cada falla

funcional.

Figura 2.15 Modos de falla de una bomba [5]

La figura anterior también indica que, como mínimo, la descripción de un modo

de falla debe consistir de un sustantivo y un verbo.

2.5.4 Efectos de falla

Es el cuarto paso en el proceso de revisión RCM y consiste en hacer una lista de

lo que de hecho sucede al producirse cada modo de falla.

Los efectos de falla describen qué pasa cuando ocurre un modo de falla.

La descripción de estos efectos debe incluir toda la información necesaria para

2.5.5 Consecuencias de falla

El análisis de las consecuencias de fallas se basa en seis aspectos de gran

importancia que tratan de responder a la pregunta: ¿De qué manera importa cada

falla?

Técnicamente Factible y Merecer la Pena

Una tarea proactiva merece la pena si reduce las consecuencias del modo de falla asociado a un grado tal que justifique los costos directos e indirectos de

hacerla.

Funciones ocultas y evidentes

Una función oculta es aquella cuya falla no se hará evidente a los operarios bajo

circunstancias normales, si se produce por si sola.

Una función evidente es aquella cuya falla eventualmente e inevitablemente se

hará evidente por si sola a los operadores en circunstancias normales. Las fallas

evidentes se clasifican en tres categorías de importancia decreciente:

• Consecuencias para la seguridad y el medio ambiente

• Consecuencias operacionales

• Consecuencias no operacionales

Consecuencias Ambientales y para la Seguridad Consecuencias Operacionales

Las fallas afectan las operaciones de cuatro maneras:

• Afectan al volumen de producción total

• Afectan la calidad del producto

• Afectan el servicio al cliente

• Incremento del costo operacional sumado al costo directo de la reparación Consecuencias No Operacionales

2.5.6 Tareas proactivas

Son tareas que se llevan a cabo antes de que ocurra una falla, con el objetivo de

prevenir que el componente llegue a un estado de falla. Engloban lo que comúnmente se denomina mantenimiento “predictivo” y “preventivo” aunque

RCM utiliza los términos de reacondicionamiento cíclico, sustitución cíclica, y

mantenimiento a condición.

Desde el punto de vista técnico, existen dos temas a tener en cuenta para la

selección de tareas proactivas, estos son:

• La relación entre la edad del componente que se está considerando y la

probabilidad de que falle.

• Que sucede una vez que ha comenzado a ocurrir la falla.

2.5.6.1 Edad y deterioro

Todo activo físico que cumple una función, está en contacto con el mundo real,

esto lo lleva a estar sujeto a una variedad de esfuerzos. Estos esfuerzos hacen

que el activo físico se deteriore, disminuyendo su resistencia al esfuerzo.

Finalmente, esta resistencia cae al punto en que el activo físico ya no puede

cumplir con el funcionamiento deseado en otras palabras, falla.

La exposición al esfuerzo es medida de varias maneras incluyendo la cantidad

producida, distancia recorrida, ciclos operacionales cumplidos, tiempo calendario

o tiempo de funcionamiento. Todas estas unidades están relacionadas con el

tiempo, con lo que es común referirse a la exposición total al esfuerzo como la

edad del componente. Esta conexión entre el esfuerzo y el tiempo sugiere que

debe haber una relación directa entre el grado de deterioro y la edad del

componente. Si esto es así, entonces deberíamos decir que el punto en que

ocurre la falla también debe depender de la edad del componente, como lo

Figura 2.16 Absolutamente predecible [5]

Sin embargo, la figura 2.16 está basada en las dos presunciones clave:

• El deterioro es directamente proporcional al esfuerzo aplicado, y

• El esfuerzo es aplicado consistentemente.

Aun componentes que parecen idénticos varían su resistencia inicial a la falla

sutilmente. La tasa a la cual esta resistencia declina con la edad también varía.

Además, no hay dos componentes sujetos a idénticos esfuerzos a lo largo de sus

vidas. Aun cuando estas variaciones sean muy pequeñas, pueden tener un efecto

desproporcionado sobre la edad en la que falla el componente.

Este punto de vista respecto de fallas relacionadas con la edad es algo simplista,

ya que de hecho hay tres maneras en que la probabilidad de falla puede aumentar

a medida que un componente envejece. Estos se ven en la figura 2.17.

2.5.6.2 Fallas relacionadas con la edad y Mantenimiento Preventivo En general, los patrones de falla relacionados con la edad se aplican a

componentes muy simples, o a componentes complejos que sufren de un modo

de falla dominante.

Las características del desgaste ocurren mayormente cuando los equipos entran

en contacto directo con el producto. Las fallas relacionadas con la edad también

tienden a estar asociadas con la fatiga, la oxidación, la corrosión y la evaporación.

Algunos ejemplos de puntos en los cuales los equipos entran en contacto con el

producto incluyen revestimientos refractarios, impulsores de bombas, asientos de

válvulas, sellos, herramientas de máquinas, transportadores a tornillo,

revestimientos de trituradoras y tolvas, superficies internas de tuberías, matrices,

etc.

La fatiga afecta a los componentes especialmente a las piezas metálicas que

están sujetas a ciclos de carga que tienen una frecuencia razonablemente alta.

La tasa y el grado en que la oxidación y la corrosión afectan a un componente,

depende de su composición química, del grado de protección que tenga y del

medio en el que está operando. La evaporación afecta a los solventes y a las

fracciones más volátiles de los productos petroquímicos. Bajo ciertas

circunstancias, se dispone de dos opciones preventivas para reducir la incidencia

de este tipo de modos de falla, estas son las tareas de reacondicionamiento

cíclico y las tareas de sustitución cíclica.

2.5.6.3 Tareas de Reacondicionamiento y Sustitución cíclica

El reacondicionamiento cíclico consiste en reacondicionar la capacidad de un

elemento o componente antes o en el límite de edad definido,

Las tareas de reacondicionamiento cíclico también se conocen corno tareas de

retrabajos cíclicos. Incluyen también revisiones o cambios completos hechos a

intervalos preestablecidos para prevenir modos de falla específicos relacionados

con la edad. En el caso de algunos modos de falla relacionados con la edad,

simplemente es imposible recuperar la capacidad inicial del elemento o del

componente una vez que ha alcanzado el fin de su vida útil. En estos casos, la

capacidad inicial sólo puede ser restaurada descartándolo y reemplazándolo por

uno nuevo. Las tareas de sustitución cíclica consisten en descartar un elemento

o componente antes, o en el límite de edad definida, independientemente de su

condición en ese momento.

La frecuencia de una tarea de reacondicionamiento o sustitución cíclica está

determinada por la edad en la que el elemento o componente muestra un rápido

incremento en la probabilidad condicional de falla.

2.5.6.4 Fallas Potenciales y Mantenimiento a Condición

La figura 2.18 ilustra lo que sucede en los estados finales de la falla. Se llama la curva P-F, porque muestra como comienza la falla, como se deteriora al punto en que puede ser detectada (punto “P”) y luego, si no es detectada y corregida,

Figura 2.18 Curva P-F [5]

El punto del proceso de la falla en el que es posible detectar si la falla está

ocurriendo o si está a punto de ocurrir se conoce como falla potencial.

En otras palabras, una falla potencial es un estado identificable que indica que una falla funcional está a punto de ocurrir o en el proceso de ocurrir. Las tareas

designadas para detectar fallas potenciales se conocen como tareas a condición.

Las tareas a condición consisten en chequear si hay fallas potenciales, para que

se pueda actuar para prevenir la falla funcional o evitar las consecuencias de la

falla funcional.

2.5.6.5 El intervalo P-F

Además de la falla potencial en sí misma, necesitamos considerar la cantidad de

tiempo (o el número de ciclos de esfuerzo) que transcurre entre el punto en el

que ocurre una falla potencial en otras palabras, el punto en el que se hace

Figura 2.19 El intervalo P - F [5]

El intervalo P-F es el intervalo entre el momento en que ocurre una falla potencial

y su decaimiento hasta convertirse en una falla funcional.

El intervalo P-F nos permite decir con qué frecuencia deben realizarse las tareas

a condición. Por ello las tareas a condición deben ser realizadas a intervalos

menores al intervalo P-F

En la práctica generalmente basta con seleccionar una frecuencia de tarea igual

a la mitad del intervalo P-F. Esto asegura que la inspección detectara la falla

potencial antes de que ocurra la falla funcional, mientras que provee (en la

mayoría de los casos) una cantidad de tiempo razonable para hacer algo al

respecto. Esto lleva al concepto de intervalo P-F neto.

2.5.7 Acciones “a Falta de”

Si no puede hallarse para un modo de falla determinado una tarea proactiva que sea técnicamente factible y que merezca la pena ser realizada, la acción “a falta de” que debe llevarse a cabo está regida por las consecuencias de la falla, de la

siguiente manera:

• Si no puede encontrarse una tarea proactiva que reduzca el riesgo de la falla múltiple asociada con la función oculta a un nivel tolerablemente bajo,

entonces debe realizarse periódicamente una tarea de búsqueda de falla.

Si no puede encontrarse una tarea de búsqueda de falla apropiada, la

• Si no puede encontrarse una tarea proactiva que reduzca el riesgo de una falla que podría afectar a la seguridad o al medio ambiente aun nivel

tolerablemente bajo, obligatoriamente se debe rediseñar el componente o

cambiar el proceso.

• Si no puede encontrarse una tarea proactiva que cueste menos, en un período de tiempo, que una falla que tiene consecuencias operacionales,

la decisión "a falta de" inicial es no realizar mantenimiento programado. (Si

esto ocurre y las consecuencias operacionales siguen siendo

inaceptables, entonces la decisión "a falta de" secundaria nuevamente es

el rediseño).

• Si no puede encontrarse una tarea proactiva que cueste menos, en un período de tiempo, que una falla que tiene consecuencias no

operacionales, la decisión "a falta de" inicial es no realizar mantenimiento

programado, y si los costos de reparación son demasiado altos, la decisión

"a falta de" secundaria es nuevamente el rediseño.

2.5.8 Hoja de Información de RCM

La hoja de información RCM como se muestra en la siguiente figura 2.20 se divide

en cuatro columnas donde se registran las funciones, la falla funcional, el modo

de falla y los efectos de falla. Las funciones se enumeran según su importancia.

Las Funciones y los Modos de Falla se registran en forma numérica, mientras

Figura 2.20 Hoja de Información RCM [5]

2.5.9 Hoja de Decisión RCM

La Hoja de Decisión RCM permite asentar las respuestas a las preguntas

formuladas en el Diagrama de decisión. La hoja de decisión RCM está dividida

en dieciséis columnas como se muestra en la figura 2.21. Estas columnas están

correlacionadas con las columnas de las Hojas de Información RCM.

Figura 2.21 Hoja de decisión RCM [5]

2.5.10 Diagrama de Decisión RCM

El Diagrama de Decisión de RCM integra todos los procesos de decisión en una

estructura estratégica única. Esta estructura se muestra en la figura 2.22 y se

2.6 Herramientas para la toma de decisiones en Confiabilidad

El diseño de un programa eficiente de mantenimiento (en términos de su costo

global) implica la comprensión de los fenómenos de falla de los equipos. Dado

que las fallas de los equipos son eventos aleatorios, estudiaremos conceptos y

modelos estadísticos que nos permitan controlar y mejorar la confiabilidad, y con

ello los costos.

Si analizáramos el concepto del mantenimiento, verificaremos que la misión del mantenimiento es “garantizar la disponibilidad de la función de los equipos e

instalaciones para atender el proceso de producción y de servicio con confiabilidad, seguridad, preservación del medio ambiente y costo adecuado” [9]

La mayor dificultad que enfrentaremos será el alto grado de incertidumbre de los

estudios y los efectos de condiciones cambiantes ambientales y de operación en

el comportamiento de los equipos.

2.6.1 Diagrama de Dispersión

Es una representación gráfica de la correlación entre dos variables. Se utiliza

generalmente para estudiar la relación entre causas y efectos.

Se pueden considerar los siguientes diagramas de dispersión:

• Diagrama de dispersión del tiempo que nos ayuda a detectar problemas

2.7 Conceptos asociados a Confiabilidad 2.7.1 Conceptos de Probabilidad (P)

En esta sección se exponen y demuestran conceptos de probabilidad necesarios

para entender parte del material presentado en este estudio.

a) Un espacio muestral (S)

Un espacio muestral S es el conjunto de todos los resultados posibles de un

experimento aleatorio. Un experimento aleatorio es un proceso mediante el cual

se generan resultados aleatorios. Un ejemplo de un experimento aleatorio es el

resultado de lanzar una moneda o un dado. Otros fenómenos que podrían

considerarse como experimentos aleatorios son el número de unidades

defectuosos producidas al día, el número de fallas al año de un cierto equipo, el

momento de falla de un equipo y el tiempo para reparar un equipo. [14]

b) Un Evento (E)

Un evento E es un subconjunto de un espacio muestral. Por ejemplo, si un dado

se tira una vez, el espacio muestral S= {1,2,3,4,5,6} y E= {1,3} es un evento. [14]

c) Probabilidad (P)

La probabilidad es la posibilidad de que ocurra un evento especifico bajo

condiciones establecidas. Es un numero entre 0 y 1 inclusive. Una declaración

de probabilidad se expresa como: hay una probabilidad de 0.25 o posibilidad del

25% de que el equipo falle antes de 1000 horas de operación. [14]